Два заряда, находящиеся в воздухе на расстоянии 20см друг от друга, взаимодействуют между собой силой 22,5 мкН. Один из зарядов в 4 раза превосходит другой. Определить величину каждого заряда
Для решения данной задачи вам потребуется использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению значений зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Согласно условию задачи, у нас есть два заряда, обозначим их как q1 и q2. Также известно, что расстояние между ними равно 20 см = 0,2 м и сила взаимодействия между ними составляет 22,5 мкН (микроньютоны).
Выражение для силы взаимодействия двух зарядов можно записать следующим образом:
F = k * (q1 * q2) / r^2,
где F - сила взаимодействия,
k - постоянная Кулона (k ≈ 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2),
q1 и q2 - значения зарядов,
r - расстояние между зарядами.
Подставляя известные значения в данное выражение, получаем:
22,5 * 10^(-6) = 9 * 10^9 * (q1 * q2) / (0,2)^2.
Упростим это выражение, возводив расстояние в квадрат и перенеся известные значения влево от знака равенства:
22,5 * 10^(-6) * (0,2)^2 = 9 * 10^9 * (q1 * q2).
Выполняя арифметические операции, находим:
0,22 * 10^(-6) = (q1 * q2).
Мы также знаем, что один из зарядов в 4 раза превосходит другой. Пусть значение меньшего заряда будет равно q, тогда значение большего заряда будет равно 4q.
Теперь подставим эти значения в наше уравнение:
0,22 * 10^(-6) = (q * 4q).
Раскроем скобки и упростим:
0,22 * 10^(-6) = 4q^2.
Разделим обе части уравнения на 4:
0,055 * 10^(-6) = q^2.
Возведем обе части уравнения в квадрат:
q^2 = 0,055 * 10^(-6).
Извлекаем квадратный корень из обеих частей уравнения:
q = √(0,055 * 10^(-6)).
Вычисляя данное выражение, получаем:
q ≈ 2,48 * 10^(-4) Кл.
Таким образом, меньший заряд q составляет примерно 2,48 * 10^(-4) Кл, а больший заряд 4q равен примерно 9,92 * 10^(-4) Кл.
Согласно условию задачи, у нас есть два заряда, обозначим их как q1 и q2. Также известно, что расстояние между ними равно 20 см = 0,2 м и сила взаимодействия между ними составляет 22,5 мкН (микроньютоны).
Выражение для силы взаимодействия двух зарядов можно записать следующим образом:
F = k * (q1 * q2) / r^2,
где F - сила взаимодействия,
k - постоянная Кулона (k ≈ 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2),
q1 и q2 - значения зарядов,
r - расстояние между зарядами.
Подставляя известные значения в данное выражение, получаем:
22,5 * 10^(-6) = 9 * 10^9 * (q1 * q2) / (0,2)^2.
Упростим это выражение, возводив расстояние в квадрат и перенеся известные значения влево от знака равенства:
22,5 * 10^(-6) * (0,2)^2 = 9 * 10^9 * (q1 * q2).
Выполняя арифметические операции, находим:
0,22 * 10^(-6) = (q1 * q2).
Мы также знаем, что один из зарядов в 4 раза превосходит другой. Пусть значение меньшего заряда будет равно q, тогда значение большего заряда будет равно 4q.
Теперь подставим эти значения в наше уравнение:
0,22 * 10^(-6) = (q * 4q).
Раскроем скобки и упростим:
0,22 * 10^(-6) = 4q^2.
Разделим обе части уравнения на 4:
0,055 * 10^(-6) = q^2.
Возведем обе части уравнения в квадрат:
q^2 = 0,055 * 10^(-6).
Извлекаем квадратный корень из обеих частей уравнения:
q = √(0,055 * 10^(-6)).
Вычисляя данное выражение, получаем:
q ≈ 2,48 * 10^(-4) Кл.
Таким образом, меньший заряд q составляет примерно 2,48 * 10^(-4) Кл, а больший заряд 4q равен примерно 9,92 * 10^(-4) Кл.